Gestensteuerung des Roboterarms Ned2 mit Arduino

Szenario :

Der Schüler entdeckt, wie man einfache Anweisungen zwischen einem Arduino und dem Raspberry Pi des Ned2 verbindet und kommuniziert. In dieser Übung führt der Ned2-Roboterarm, abhängig von der vom Bediener ausgeführten Geste, verschiedene Operationen mit Flaschen aus.
Der Roboterarm wird mit Blockly programmiert und der Arduino in C++.

Diese Übung simuliert die Interaktion eines Montagebandarbeiters mit einem Roboter zur Optimierung der „TAKT-ZEIT“.

Der Bediener arbeitet an einer Montagelinie, die 3 Produkte vorbereitet: Parfüm, Kölnisch Wasser und Eau de Toilette. Je nach Produkt muss der Ned2-Roboterarm (B):

• Im Fall von Parfüm: die Flasche von Position 1 nehmen und links vom Bediener auf Position 4 platzieren.
• Im Fall von Kölnisch Wasser: die Flasche von Position 1 nehmen, sie von rechts nach links bewegen und mehrmals drehen, dann rechts vom Bediener auf Position 2 platzieren.
• Im Fall von Eau de Toilette: die Flasche von Position 1 nehmen, sie horizontal schütteln und in die rechte hintere Ecke des Tisches auf Position 3 stellen.

Um dem Ned2-Roboterarm eine der drei Operationen ausführen zu lassen, macht der Bediener eine Handgeste vor dem am Ned2-Roboterarm angebrachten Gestensensor, eine Geste, die vom Ned2-Roboterarm interpretiert wird.

Der Gestensensor ist mit einem Arduino Nano verbunden, und der Arduino Nano ist mit den digitalen Pins auf der Rückseite des Ned2-Roboterarms verbunden.

Der Gestensensor kann 9 Gesten erkennen:

• Hoch
• Runter
• Links
• Rechts
• Vorwärts
• Rückwärts
• Uhrzeigersinn Rotation
• Gegen den Uhrzeigersinn Rotation
• Wellenbewegung
   

In dieser Übung verwenden wir nur 4 Gesten:

• Hoch
• Runter
• Links
• Rechts

Die Gesten Hoch und Runter werden für dieselbe Bewegung des Ned2-Roboterarms verwendet, da die Bediener während der Tests sich nicht sicher waren, ob sie die Hand nach oben oder nach unten bewegen sollten.

Laborinhalte

Kapitel 1: Einführung in Blockly

• Überblick über Blockly

Kapitel 2: Erstellung des Gestenerkennungsmoduls

• Erstellen Sie ein Zubehör für den Ned2-Roboterarm, das Befehle an den Ned2-Roboterarm mit einem Arduino-Mikrocontroller und einem PAJ7620-Sensor geben kann

Kapitel 3: Erstellen von Bewegungssequenzen für den Ned2-Roboterarm

• Erstellen Sie eine Sequenz von Trajektorien

Benötigte Ausrüstung

Ned 2

Adaptiver Greifer (oder anderer)

NiryoStudio
Arduino Nano

Weitere Werkzeuge:

• 400-Punkte-Prototypenplatine (30 Reihen)
• Piezo Summer
• PAJ7620 Bewegungssensor
• Männlich-männliche und männlich-weibliche Elektrokabel

Vorausgesetztes Wissen:

Die Installation der Arduino-Programmierumgebung sowie das Hochladen des Arduino-Programms wird in diesem Dokument nicht erklärt.
Es wird dringend empfohlen, das Blockly-Einsteigerlabor und das Ned2-Steuerungslabor mit Arduino-Box vor diesem Labor zu absolvieren, falls man nicht mit Blockly vertraut ist.

Aufbau:

• Stellen Sie den Ned2-Roboterarm auf einen Tisch.
• Der Ned2-Roboterarm benötigt einen hindernisfreien Bereich mit einem Radius von ca. 60 Zentimetern.
• Verbinden Sie den Ned2-Roboterarm mit der Sicherheitsbox des Ned2-Roboterarms.
• Verbinden Sie die Sicherheitsbox des Ned2-Roboterarms mit dem Netzteil des Ned2-Roboterarms.
• Verbinden Sie das Netzteil des Ned2-Roboterarms mit dem Stromnetz.
• Verbinden Sie den Ned2-Roboterarm mit NiryoStudio.
• Verbinden Sie die Arduino-Box mit dem Ned2-Roboterarm (sobald die Box montiert ist).